A graded catalytic–protective layer for an efficient and stable water-splitting photocathode

光电阴极 光电流 分解水 催化作用 双层 无定形固体 退火(玻璃) 化学工程 材料科学 可逆氢电极 电化学 光电子学 化学 电极 光催化 复合材料 工作电极 结晶学 物理 工程类 电子 物理化学 量子力学 有机化学 生物化学
作者
Jing Gu,Jeffery A. Aguiar,Suzanne Ferrere,K. Xerxes Steirer,Yong Yan,Chuanxiao Xiao,James L. Young,Mowafak Al‐Jassim,Nathan R. Neale,John A. Turner
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:2 (2) 被引量:153
标识
DOI:10.1038/nenergy.2016.192
摘要

Achieving solar-to-hydrogen efficiencies above 15% is key for the commercial success of photoelectrochemical water-splitting devices. While tandem cells can reach those efficiencies, increasing the catalytic activity and long-term stability remains a significant challenge. Here we show that annealing a bilayer of amorphous titanium dioxide (TiOx) and molybdenum sulfide (MoSx) deposited onto GaInP2 results in a photocathode with high catalytic activity (current density of 11 mA cm−2 at 0 V versus the reversible hydrogen electrode under 1 sun illumination) and stability (retention of 80% of initial photocurrent density over a 20 h durability test) for the hydrogen evolution reaction. Microscopy and spectroscopy reveal that annealing results in a graded MoSx/MoOx/TiO2 layer that retains much of the high catalytic activity of amorphous MoSx but with stability similar to crystalline MoS2. Our findings demonstrate the potential of utilizing a hybridized, heterogeneous surface layer as a cost-effective catalytic and protective interface for solar hydrogen production. Solar water splitting is often performed in highly corrosive conditions, presenting materials stability challenges. Gu et al. show that an efficient and stable hydrogen-producing photocathode can be realized through the application of a graded catalytic–protective layer on top of the photoabsorber.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
炙热柚子完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
小刘完成签到,获得积分20
2秒前
乐盟主完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
蝈蝈崽完成签到,获得积分10
3秒前
柠静樨发布了新的文献求助10
3秒前
无极微光应助Fury采纳,获得20
3秒前
3秒前
科研通AI6.1应助不将就采纳,获得10
3秒前
ye发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
雷欧源完成签到,获得积分10
4秒前
喜欢玩王者荣耀完成签到,获得积分10
5秒前
alt发布了新的文献求助30
5秒前
lvmes发布了新的文献求助10
5秒前
852应助huangqqk采纳,获得10
5秒前
5秒前
坨儿捏得绑紧完成签到,获得积分10
5秒前
欢喜可乐完成签到 ,获得积分10
6秒前
Camellia完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
明理纹发布了新的文献求助10
6秒前
Suen完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
科研通AI6.4应助WRT采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
今后应助行毅文采纳,获得10
8秒前
无限大山完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
sone_GG_DJHyo完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
超级铅笔发布了新的文献求助10
9秒前
领导范儿应助郑苗苗采纳,获得30
9秒前
9秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6475100
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8277917
关于积分的说明 17652213
捐赠科研通 5555943
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2910182
邀请新用户注册赠送积分活动 1887026
关于科研通互助平台的介绍 1739694